Историческая справка

Область применения

Спектр применения железобетонных конструкций широкий:

- гидростроительство (ГЭС, плотины);

- транспортное строительство (кроме железнодорожных мостов);

- промышленное, сельскохозяйственное, гражданское (в том числе жилищное) строительство.

- горная промышленность и т. д.

Железобетон появился не так давно одновременно в Европе и Америке. Правда, исследования показали, что из железобетона построены галереи египетского лабиринта (3600 лет до н. э.), часть Великой Китайской стены (III век до н.э.), ряд сооружений на территории Индии, Древнего Рима и в других местах, а русские мастера еще в 1802 году при строительстве Царскосельского Дворца применяли армированный бетон, но не считали его новым материалом.

На роль родины железобетона претендовали Англия и США, но приоритет отдан Франции. В 1849 году Ж. Монье изготовил кадку для садовых растений, обмазав проволочный каркас цементным раствором. Именно сочетание таких двух материалов стало называться железобетоном. В России Ж. Монье был получен патент на железобетон в 1880 году, а сам способ строительства из железобетона долгие годы назывался «Системой Монье».

Если же подходить строже к истории, то оказывается еще в 1848 году адвокат по профессии Ж.-Л. Ламбо первым соорудил лодку из железобетона. Показанная в 1855 году на Парижской выставке лодка Ламбо произвела настоящую сенсацию. История железобетона начала свой отсчет.

Штукатур из Ньюкасла У. Уилкинсон в 1854 году получил патент на конструкцию огнестойкого перекрытия, состоящего из железных полос, укладываемых на расстоянии 2 фута друг от друга и заливаемых бетоном. Причем для повышения прочности перекрытия полосы следует укладывать в нижней части сечения, а над опорами отгибать их в верхнюю часть. У. Уилкинсон был первым, кто понял принцип рационального армирования железобетона. Идеи его в самой Англии особого внимания в это время не привлекли, но в элементах конструкции, работающих на сжатие, применение бетона продолжало расширяться.

В 1864 году Ф. Куанье во Франции построил первую церковь из железобетона. Спустя почти 20 лет из железобетона появилась первая церковь в Лондоне. Вклад Ф. Куанье в развитие железобетона огромен. В 1855 году он получил патент, фактически повторявший патент У. Уилкинсона, а в 1861 году опубликовал брошюру «Применение бетона в строительном искусстве», где впервые указал на то, что бетон и стальные стержни в нем работают совместно. Около 20 лет Ф. Куанье строил железобетонные сооружения во Франции и других странах.

Появление железобетонных конструкций связано с ростом промышленности, транспорта и торговли во второй половине XIX века, когда необходимо было строительство новых фабрик, заводов, портов.

В 1892 г. французский инженер Ф. Геннебик предложил монолитное железобетонное ребристое покрытие (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Монолитное ребристое перекрытие

1 – колонна; 2 – главная балка; 3 – второстепенная балка; 4 – плита; 5 – рабочая арматура плиты; 6, 7, 8 – то же, соответственно для второстепенной и главной балок и колонн

В России железобетон стали применять с 1886 года для перекрытий по металлическим балкам.

В 1885 году проведены опыты, было предложение располагать арматуру в тех частях, где можно ожидать растягивающие усилия.

В 1891 году Н.А. Белелюбский первым произвел серию испытаний железобетонных конструкций: плит, балок, арок и прочее, которые по методике испытаний и полученным результатам во многом превосходили работы зарубежных ученых и послужили базой для широкого распространения железобетона в строительстве.

В 1908 г. были введены в действие первые в России технические условия и нормы на железобетонные сооружения, разработанные при участии Н. А. Белелюбского.

В России существует три этапа развития железобетона.

Первый этап – конец XIX века. С этого времени вошел в практику метод расчета железобетонных конструкций по допускаемым напряжениям, основанный на законах сопротивления упругих материалов.

На развитие железобетона большое влияние оказали труды таких ученых как Н.М. Абрамова, И.Г. Малюги, А.А. Байкова и др.

В 1904 году в Николаеве был построен железнодорожный маяк по проекту Н. К. Пятницкого и А. Н. Барышникова, экспертом которого был Н. А. Белелюбский. Это было уникальное сооружение высотой 40,2 м с толщиной стенок от 7,5 до 10 см (рис. 1.12).

а) б)

Рис. 1.12. Железобетонный маяк в г. Николаеве

а) – фотография; б) – схема

В том же году по проектам и под руководством А.Ф. Лолейта были построены в Москве своды пролетов в 8,5 м в Музее изобразительных искусств и железобетонное перекрытие над цехом ткацкой фабрики в 6400 - первое большое железобетонное перекрытие в России.

В 1905 А.Ф. Лолейт приступил к разработке теории железобетонных тавровых сечений и безбалочных перекрытий, а в 1908 соорудил в Москве, впервые в мире, ряд таких перекрытий, существующих и поныне.

Второй этап – 1917-1950 годы XX века.

В 1928 г. поставлен вопрос о применении предварительного напряжения (первая идея принадлежала А.В. Гадолину, который в 1861 году осуществил ее к стальным стволам орудий).

После 1917 г. строительство получило невиданный размах: были построены Центральный телеграф в Москве, Дом Советов в Ленинграде, Волховская ГЭС – крупнейшая ГЭС к тому времени (рис. 1.13).

а)

б)

Рис. 1.13. Волховская ГЭС

а) – фотография; б) – схема

С 1928 г. железобетон стал широко использоваться в строительстве тонкостенных пространственных конструкций: разнообразные оболочки, склады, шатры, куполы.

В.З. Власов первым разработал общий практический метод расчета оболочек.

В 1934 г. в г. Новосибирске над зрительным залом оперного театра был сооружен уникальный купол диаметра 55,54 м, разработанный инженерами Б.Ф. Матери Б.Ф. и П.Л. Пастернаком (рис. 1.14).

а)

б) в)

г)

Рис. 1.14. Новосибирский государственный академический театр